[發明專利]一種大功率LED散熱機構

無效

• 申請號: 201110320083.9
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN103062728A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 楊同彥
• 申請（專利權）人: 楊同彥
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于散熱技術領域，尤其涉及大功率ＬＥＤ應用；如：路燈、車大燈等應用的散熱處理技術。

背景技術

ＬＥＤ作為新的高效環保光源，將很快替代現有的白熾燈及氣體發光燈，成為未來的主要光源之一，現階段，ＬＥＤ轉化為光輸出的能量僅占輸入能量的３０%，７０％轉化為熱，且芯片的熱主要以熱傳遞的方式散發；散熱問題是ＬＥＤ能否高效且穩定工作的關鍵之一，散熱好，芯片溫度低，發光效率高，越穩定可靠，壽命長；反之則相反。尤其是集成大功率ＬＥＤ應用，是未來LED應用的主要發展方向，但集成LED功率大，熱源集中，散熱難度更大，現階段實際應用少；散熱性能對ＬＥＤ燈的壽命及發光效率起作非常重要的作用。ＬＥＤ散熱的實現方式主要是通過熱傳導介質將熱量傳遞到具有大面積接觸空氣的界面；熱傳遞介質熱阻越小，傳熱散熱面積越大，散熱表面氣流越通暢，散熱效果越好。現有的散熱方案主要有如下的幾種方式。

純傳導傳熱，結構方式是：ＬＥＤ基板通過導熱油與散熱器緊貼傳導傳熱，散熱器將芯片傳遞的熱量通過散熱器傳導傳遞到空氣對流散熱面，再通過空氣對流將熱量散發到空中，達到散熱效果，LED基板到空氣的熱量靠散熱油及散熱器材料熱傳導性能傳熱，該方式結構簡單，但受制于熱傳導介質的熱導率及有效傳熱面積及距離限制，因芯片面積小，芯片到基板到散熱器的有效傳熱面積小，散熱效果差，重量大，芯片溫升高。

另一種熱管傳熱，結構方式是：熱管蒸發器通過導熱油與ＬＥＤ基板緊貼通過傳導傳熱到熱管，熱管蒸發器對蒸發器內的液體加熱蒸發氣化，氣體在熱管中流到冷凝器與冷凝器熱交換，冷凝器與空氣對流散熱器通過傳導傳熱到空氣對流散熱器，再通過空氣對流將熱量散發到空中或熱管表面直接與空氣換熱對流，達到散熱效果。特點是是熱管的傳熱能力強，重量輕；但熱管成本高，整體導熱性能受基板與散熱管間結合傳熱介質導熱油或焊接材料性能、厚度及氣泡控制工藝影響大，因導熱油及焊接材料熱阻較大，越厚熱阻越大，若有氣泡，減小傳熱面積，加大熱阻，熱管蒸發器與基板有效散熱面積受基板限制，整體導熱能力有限，影響整體散熱效果。

還有一種是利用高熱容透明液體流動傳熱，結構方式是：將ＬＥＤ芯片放于導熱液體底部，液體被加熱膨脹上浮，形成對流將熱量帶到空氣對流散熱器，再通過空氣對流將熱量散發到空中，達到散熱效果。該方案導熱性能不清楚，需特殊材料，目前在韓國企業中應用。

綜上所述，現有的散熱方案，主要問題在于：1.不能將小面積大熱量的基板熱量以低成本，可靠低熱阻傳遞到空氣散熱表面；2.散熱器因結構限制溫度梯度大不均勻，散熱器的有效利用面積小。有的散熱效果差重量大，有的處理成本高，散熱性能受材料及工藝控制影響大，散熱能力有限；影響ＬＥＤ多方面的推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種散熱機構，解決現有LED散熱技術中不能將小面積大熱量的基板熱量以低成本，可靠低熱阻傳遞到空氣散熱表面的問題。

本發明是這樣實現的，一種大功率LED散熱機構，其特征在于，所述機構包括一個蒸發器，兩根導管，一個空氣對流散熱冷凝器及水，所述的蒸發器通過兩根導管與冷凝器相連，蒸發器底部由絕緣導熱LED基板構成。

所述的機構，如附圖１所示，蒸發器頂部的熱氣孔，通過熱氣管連通冷凝器頂部的入氣口，蒸發器底部的多個入水小孔，通過水管連通冷凝器底部的出水孔，蒸發器與冷凝器形成密封空間，冷凝器底部高于蒸發器頂部。

????所述的機構中注水或其它低沸點、高氣化熱材料；確保冷凝器底部有3-8mm水深。

所述的機構，密閉系統抽真空，達到一定真空度，氣壓<50mmHg。

所述的機構，蒸發器的結構如附圖1所示，底面是用ＬＥＤ基板作容器底，上部是塑膠或其它材料成形為內腔高度3mm-8mm之間的腔體，腔體上頂三面低，熱氣管出氣口處于頂部，上殼體同基板結合部加密封橡膠圈，多個注水小孔處于蒸發器容器腔體側面底部貼ＬＥＤ基板，水從蒸發器底部注水小孔注入，避免氣體進入，影響注水；注水口與出氣孔分別處于容器兩端。蒸發器上部殼體材料要求：耐溫>70度，耐壓能力>0.2MPa，氣密性好；容器以ＬＥＤ基板作底面，蒸發器同ＬＥＤ發光部件一體，小巧輕便，成本低，易于制造組裝。